Scienza dei calcolatori

Stiamo varcando una nuova frontiera nell'evoluzione dell'elaborazione dati, stiamo entrando nell'era dei sistemi cognitivi. La vittoria di Watson, il sistema di intelligenza artificiale sviluppato da IBM, al quiz televisivo Jeopardy! ha rivelato come ricercatori e ingegneri, in ogni parte del mondo, stiano spingendo i confini della scienza e della tecnologia fino a creare macchine che sentono, imparano, ragionano e interagiscono in modi inediti con le persone, dando loro suggerimenti e consigli. Con questo libro, Kelly e Hamm introducono all'affascinante mondo dei "sistemi cognitivi" anche i lettori non specialisti, aprendo una finestra sul futuro del computing. I sistemi cognitivi promettono di penetrare nella complessità e aiutare persone e organizzazioni a prendere decisioni migliori. Possono supportare i medici nella diagnosi e nella cura dei pazienti, aumentare le prospettive di analisi, prevedere i maggiori eventi meteorologici e contribuire a progettare città più intelligenti. Di questa tecnologia gli autori descrivono aspetti interni ed esterni, spiegandoci come ci aiuterà a capire e dominare i "big data", una delle più grandi sfide nell'elaborazione delle informazioni che imprese e governi dovranno affrontare nei prossimi decenni.

Gli algoritmi per la computazione distribuita costituiscono un campo di ricerca di interesse sempre crescente. In questo lavoro si discute il problema di assegnazione multi-agente affrontato secondo il paradigma del calcolo distribuito: una rete di agenti deve negoziare in modo cooperativo l'assegnazione di un certo numero di operazioni (task) da svolgere. Il problema viene risolto tramite l'applicazione di un algoritmo distribuito di consenso discreto che definisce le modalita di scambio di messaggi tra gli agenti. L'approccio proposto viene poi applicato in due contesti pratici di grande interesse: la ricarica di veicoli elettrici e il coordinamento distribuito di Autonomous Guided Vehicles (AVG).

Questo libro è un viaggio emozionante alla scoperta della robotica di nuova generazione dove incontriamo veicoli a guida autonoma, robot umanoidi, droni civili e militari, robot-chirurghi e altre meraviglie che stanno uscendo dai film di fantascienza per entrare nella vita reale. La robotica diventerà uno dei fattori chiave dello sviluppo dell'economia globale nei prossimi anni e porterà un cambiamento radicale del modo di vivere e di lavorare di milioni di persone cosi come è successo con l'avvento dei personal computer negli anni Ottanta, di Internet alla fine degli anni Novanta e degli smartphone negli ultimi cinque anni. La miscela di informazioni sul settore, curiosità, esempi di applicazione e analisi finanziaria rende questo libro adatto sia a chi vuole capire cos'è la robotica moderna, sia a chi vuole entrare nel mondo del lavoro con una professione nella robotica, sia a chi è appassionato di mercati finanziari e cerca idee d'investimento al di fuori del comune.

L'espressione "informatica per la comunicazione" sembra fare intendere che l'informatica aiuti i processi comunicativi. In realtà, la relazione tra la computazione di un computer e la comunicazione tra persone è molto più ricca e complessa di un semplice supporto. Questo libro ha l'obiettivo di illustrare i principi fondamentali che determinano il funzionamento di un computer non solo dal punto di vista della tecnologia in esso contenuta, ma anche delle diverse forme di comunicazione che esso permette, nonostante le restrizioni imposte dalla sua natura di artefatto per il calcolo. Le codifiche, che mettono in corrispondenza ogni tipo di informazione con numeri interi, assumono quindi un ruolo essenziale nel rendere i sistemi informatici compatibili con le categorie di dati più comuni, come testi, immagini e suoni, i quali, con l'avvento dell'infrastruttura di Internet e dei contenuti ipertestuali del Web, concorrono a definire l'identità digitale delle persone. Le migliori prestazioni, garantite dalla costante evoluzione tecnologica, fanno sì che la connettività sia maggiore e che i risultati delle operazioni dei computer arrivino a destinazione in tempi sempre più rapidi, sia che si tratti di attività fraudolente che di lavori creativi. Questo libro nasce dalle lezioni dell'autore nel corso di laurea in scienze della comunicazione e può essere usato come testo base di informatica nelle facoltà umanistiche, ma si rivolge anche al lettore interessato ai principi fondamentali di questa disciplina.

Manuale di reti logiche con definizione funzionale delle porte e varie tipologie di reti logiche. Il volume termina nel confronto con il sistema calcolatore e processori basati su linguaggio Verilog. Tutte le interfacce a controllo di programma e ad interruzione sono descritte con dettaglio e minuzia.

Questo testo e l'analisi in esso contenuta, mostra l'unica soluzione possibile per poter utilizzare l'intelligenza artificiale: sfruttare le sue potenzialità elaborative gestionali, e non quelle evolutive e emozionali, che creerebbero squilibri comportamentali e conflitti di programma non risolvibili, con enorme pericolo per l'esistenza e la sopravvivenza stessa del genere umano. Si spera che tutti gli scienziati che lavorano nel mondo a ciò già da tempo, e che non riescono a programmare un software bilanciato che permetta con vincoli primari etici ad un'intelligenza artificiale evolutiva di tradurre le proprie elaborazioni in azioni e interazioni sane e equilibrate con gli esseri umani e la società da essi costituita, eliminino e terminino ogni tentativo e esperimento a riguardo, inutile e estremamente pericoloso. Continuare una ricerca senza sbocchi futuri e fuori controllo, è economicamente sconveniente, e pericoloso per le conseguenze dannose che può comportare in ogni campo scientifico.

Lo scopo di questo testo è illustrare i principi generali dei sistemi di elaborazione, facendo riferimento ad architetture e sistemi reali e introducendo contestualmente i principi di base delle tecnologie abilitanti e il loro impatto sulle architetture. Il testo consente al lettore di analizzare come l'evoluzione delle tecnologie microelettroniche incida sulle soluzioni architetturali dei sistemi di elaborazione. Viene, quindi, proposto un percorso che affianca alla classica trattazione, che illustra i modi di funzionamento dei calcolatori elettronici, un nuovo approccio basato su approfondimenti inerenti all'evoluzione e alle prospettive delle nuove soluzioni tecnologiche e alle loro implicazioni sullo sviluppo e la progettazione di nuovi modelli architetturali, affrontando in modo sistematico anche le tematiche relative alle tecniche d'interazione fra i nodi di elaborazione e il mondo esterno con riferimento ai problemi di interconnessione di più unità e al progetto di unità di I/O, nonché a quelli posti dai sistemi embedded nel loro impiego in molte applicazioni industriali.

La tecnologia moderna richiede che i professionisti di ogni settore dell'informatica conoscano sia il software sia l'hardware, la cui interazione ai vari livelli offre la chiave per capire i principi fondamentali dell'elaborazione. Per questo motivo, sin dalla prima edizione di "Struttura e progetto dei calcolatori" l'enfasi è stata posta sulla relazione tra hardware e software, e il recente passaggio dalle architetture uniprocessore ai multiprocessori multicore ha confermato quanto la prospettiva del parallelismo sia giusta.

Breve presentazione di un pensiero riguardo all'evoluzione generale filosofico-politica dell'intelligenza artificiale. Breve spiegazione dei transistor ed esempio di un braccio robotico auto-costruito.

Il presente volume ha l'obiettivo di fornire le nozioni relative ai metodi numerici di base, assieme alle nozioni riguardanti l'aritmetica finita utilizzata nei calcolatori e al condizionamento dei problemi in generale. Alcuni esercizi proposti possono essere spunto per ulteriori approfondimenti metodologici. Prerequisiti sono elementi di analisi matematica ( calcolo differenziale ed integrale, nozioni di base sulle funzioni di più variabili ) e di algebra lineare.